复习电化学
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“电化学根底〞的命题规律及其备考策略电化学学问在高考试题中出现的频率很高,及消费生活、新材料、新科技等问题严密相连。
常以新型电池为背景,考察原电池的相关学问;以电解原理的最新应用为背景,考察电解池的相关学问。
主要题型是根据题目所给的信息正确书写电极反响式及电池反响式,新奇性和综合性比较强。
1.原电池——明确工作原理,学会两个推断(1)原电池的工作原理Zn-2e-===Zn2+2H++2e-===H2↑(2)原电池正、负极的推断方法①根据电极材料:一般活泼金属为负极,不活泼金属或非金属为正极;燃料电池中通燃料的为负极,通氧气的为正极。
②根据反响类型:失电子发生氧化反响的是负极,得电子发生复原反响的是正极。
③根据相关流向:电子流出、电流流入、阴离子移向的电极为负极;反之那么为正极。
(3)原电池的推断①根据形成条件:有两个活泼程度不同的电极,且及电解质溶液形成闭合回路的装置。
②铅蓄电池等二次电池:充电时为电解池,放电时为原电池。
【例1】铜锌原电池(如图)工作时,以下表达正确的选项是()A.一段时间后,铜棒上有红色物质析出B.正极反响为:Zn-2e-===Zn2+C.在外电路中,电流从负极流向正极D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液2.电解池——理解原理,重在应用(1)电解原理阳极放电依次:Cl->OH-电极反响:2Cl--2e-===Cl2↑阴极放电依次:Cu2+>H+电极反响:Cu2++2e-===Cu(2)氯碱工业:阳极:阴极:总反响式:(3)电解硫酸铜溶液:①惰性电极作电极:阳极:阴极:总反响式:②电解精炼粗铜时:阳极(粗铜):阴极(纯铜):【例2】(2021·课标全国Ⅰ,11)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如下图,采纳惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO2-4可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
以下表达正确的选项是()A.通电后中间隔室的SO2-4离子向正极迁移,正极区溶液pH增大B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C.负极反响为2H2O-4e-===O2+4H+,负极区溶液pH降低D.当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.5 mol的O2生成3.新型电池——驾驭分析方法,正确书写反响式(1)分析新型电池的方法根据信息推断装置类型——确定电极名称——根据原理分析有关变更——写出答案。
电化学基本要求:1. 了解电解质溶液的导电机理,法拉第定律内容2. 掌握表征电解质溶液导电能力的物理量:电导,电导率,摩尔电导率,无限稀释电导率(离子独立运动)和各量间的关系。
特别是Λ与C 关系,并会计算。
3. 理解电导测定的典型应用(计算电离度、溶度积)。
4. 掌握电解质溶液活度系数的表示,并会计算平均活度、离子强度等。
5. 了解离子氛的概念和德拜~休克尔公式(计算离子平均活度系数)。
6. 平均离子活度、平均离子活度因子、平均离子质量摩尔浓度的计算。
7. 明确可逆电池的概念、特点,掌握电池反应的热力学函数(∆∆∆r m r m r m r G S H Q ,,,)计算方法。
8. 了解电池电动势的构成和测定,能根据浓度或活度和标准电极电势计算电极电势和电池电动势(能斯特方程应用)。
9. 会根据电池图式写出电极和电池反应式,了解常见电池的设计(浓差电池,氧化还原反应电池,沉淀反应电池);掌握各电极类型的特点。
10. 了解电动势测定的主要应用(活度系数测定,pH 值测定)复习题:1. 任意温度下,氢电极的标准电极电势为 零 。
2. 电池Zn ZnSO ZnSO Zn 4142()()αα 属 浓差 电池。
3. 电解时,电极反应的物质的量与通过电极的电量成 正比 。
4. 摩尔电导率总是随浓度减小而 增大 。
5. 描述通过电极的量与电极反应的产物的量之间的关系是 法拉第 定律。
6. 公式ΛΛΛmm m ∞++∞--∞=+νν,,适用于 无限稀释溶液 。
7. 根据柯尔劳斯定律,电解质溶液的摩尔电导率与其浓度的平方根成线性关系,表示为cA m m -Λ=Λ∞,这一规律适用与 强电解质稀溶液 。
8. 可逆电池必须满足 电极反应在热力学上 可逆和 能量转换 可逆。
9. 在电化学中,凡进行氧化反应的电极皆称为 阳 极,凡进行还原反应的电极皆称为 阴 极。
电势高的为 正 极,电势低的为 负 极。
电解池的阳极为 正 极,阴极为 负 极; 原电池的阳极为 负 极,阴极为 正 极。
高三复习电化学难点知识点在高三阶段,电化学是化学学科中的一个重要内容,也是让许多学生感到困惑的难点之一。
本文将重点介绍高三复习电化学过程中的几个难点知识点,并为每个知识点提供详细的解析和示例。
一、电化学基础概念在学习电化学之前,我们需要先了解一些基础概念。
电化学研究的是电荷、离子和电流之间的关系,主要包括两个方面的内容:电解和电池。
电解是指将化学物质在电解质溶液中通过电流作用下发生化学反应的过程;而电池则是将电化学能转化为其他形式能量的装置。
1. 电解质与非电解质电解质是指能在溶液或熔融状态下产生离子的化合物,如酸、碱和盐等。
而非电解质则是指不能在溶液或熔融状态下产生离子的化合物,如有机物等。
例如,将氢氧化钠固体溶解于水中,会产生氢离子(H+)和氧化物离子(OH-),因此氢氧化钠属于电解质;而将醇类溶解于水中,不会产生离子,因此醇类属于非电解质。
2. 氧化还原反应氧化还原反应是电化学中的重要反应类型,常以电子转移为标志。
在氧化还原反应中,一种物质失去电子被氧化,称为氧化剂;另一种物质获得电子被还原,称为还原剂。
例如,将铁钉浸泡在铜(II)硫酸溶液中,铁钉表面逐渐变成红褐色,而溶液中的铜离子逐渐减少。
这是因为铁钉失去电子被氧化成铁离子,是氧化剂;而铜离子获得电子被还原成铜固体,是还原剂。
二、电解电解是将电能转化为化学能的过程,是电化学的重要内容之一。
在电解过程中,外加电源提供电能,使系统发生不可逆的化学反应。
1. 电解的条件和现象电解需要满足两个条件:第一,电解质必须是熔融的或溶解在水中的;第二,电解质溶液必须在电解槽中,槽中有两个电极,即阳极和阴极。
在电解过程中,阳极是氧化反应发生的位置,通常是正极,而阴极是还原反应发生的位置,通常是负极。
电解质溶液中的阳离子会向阴极迁移,接受电子转化为相应的物质,而阴离子则向阳极迁移,失去电子产生相应的物质。
例如,将氯化钠固体加热至熔融状态后,用电源连接槽中的两个电极,通电时,阴极产生氯化钠溶液中的钠金属,而阳极则产生氯元素。
电化学复习第一章绪论电分析化学是一门利用物质的电学和电化学性质进行表征和测量的科学。
它是电化学和分析化学的重要组成部分。
它与物理学、电子学、计算机科学、材料科学和生物学等其他学科密切相关。
电分析化学的研究领域包括成分和形态分析,动力学和机理分析,表面和界面分析等方面的内容。
在化学成分分析中,电分析化学方法是一种公认的快速、灵敏、准确的微量和痕量分析方法。
电分析化学的理论基础:电位分析的定量关系为能斯特方程;现代极谱法和伏安法理论是以扩散电流理论为基础的。
菲克第一定律:描述电活性物质向电极表面扩散和传质的流动方程菲可(fick)第二定律:描述电解过程中电活性物质的浓度随离开电极表面的距离x和时间t变化的微分方程式第二章扩散电流理论与极谱分析电极反应速率:单位时间内每单位面积反应的物质摩尔数=i/nfa=j/nf影响反应速度的因素:1.传质速度.2.在电极表面进行的电子交换反应的性质.3.电极反应是否耦合均相化学反应.4.其它表面反应,如吸附,解吸或表面膜的形成等极化:电流通过电极/溶液界面时,电极电位偏离平衡电位的现象极化分为:浓差极化,电化学极化:211362液相传质包括:对流、扩散和电迁移D(平)演绎伊尔科维?在极谱分析中,根据传质流动方程?方程式可逆电极反应:电子交换反应的速率比扩散速率在所有电极电位值时都大的多,这时在波上升部分,扩散速率依然是决定因素.电流受扩散速度控制准可逆电极反应:电子交换反应较慢,电流受扩散和电极反应速度控制.完全不可逆电极反应:电子交换反应非常慢,电流受电极反应速度控制.会推导可逆极谱波方程式从对数分析曲线可以得出什么结论?金属离子形成络合物后,半波电位负移:第三章非扩散电流极谱理论1c1scx电流和电势的一般表达式:22o1.K值越大,反应速度越快。
相反,反应速度越慢。
2 e越负(或正),反应速度KF (或KB)越快butler-volmer方程(步特勒尔-伏尔默方程):交换电流越小,动力学越慢。
一、原电池的工作原理装置特点:化学能转化为电能;①、两个活泼性不同的电极;形成条件:②、电解质溶液一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应;原③、形成闭合回路或在溶液中接触电④、建立在自发进行的氧化还原反应基础之上池负极:用还原性较强的物质作负极,负极向外电路提供电子;发生氧化反应; 原基本概念:正极:用氧化性较强的物质正极,正极从外电路得到电子,发生还原反应;理电极反应方程式:电极反应、总反应;氧化反应负极铜锌原电池正极还原反应反应原理 Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e-=2H2↑电解质溶液二、常见的电池种类电极反应:负极锌筒Zn-2e-=Zn2+正极石墨2NH4++2e-=2NH3+H2↑①普通锌——锰干电池总反应:Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2↑干电池:电解质溶液:糊状的NH4Cl特点:电量小,放电过程易发生气涨和溶液②碱性锌——锰干电池电极反应:负极锌筒Zn-2e- +2OH- =ZnOH2正极石墨2e-+2H2O +2MnO2= 2OH-+2MnOOH 氢氧化氧锰总反应:2 H2O+Zn+2MnO2= ZnOH2+2MnOOH溶解不断电极:负极由锌改锌粉反应面积增大,放电电流增加;使用寿命提高 电解液:由中性变为碱性离子导电性好;正极PbO 2 PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极Pb Pb+SO 42--2e -=PbSO 4总反应:PbO 2+Pb+2H SO 4 2PbSO 4+2H 2O电解液:cm 3~cm 3的H 2SO 4 溶液特点:电压稳定, 废弃电池污染环境 Ⅰ、镍——镉Ni ——Cd 可充电电池;其它 负极材料:Cd ;正极材料:涂有NiO 2,电解质:KOH 溶液NiO 2+Cd+2H 2O NiOH 2+ CdOH 2Ⅱ、银锌蓄电池正极壳填充Ag 2O 和石墨,负极盖填充锌汞合金,电解质溶液KOH;反应式为: 2Ag+ZnOH 2 ﹦ Zn+Ag 2O+H 2锂亚硫酰氯电池Li-SOCl 2:8Li+3SOCl 2 = 6LiCl+Li 2SO 3+2S锂电池 用途:质轻、高能比能量高、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命,广泛应用于军事和航空领域; ①、燃料电池与普通电池的区别不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是工作时不断从外界输入,同时燃 料 电极反应产物不断排出电池;放电 充电放电放电` 充电 放电`充电放电`电池②、原料:除氢气和氧气外,也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂;③、氢氧燃料电池:总反应:O2+2H2=2H2O 特点:转化率高,持续使用,无污染;2.氢氧燃料电池反应汇总:介质电池反应2H2 +O2= 2H2O酸性负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O中性负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-碱性负极2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O正极O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-3.固体氢氧燃料电池:固体电解质介质电池反应: 2H2 +O2= 2H2O负极2H2 - 4e- +2O2-= 2H2O正极O2+ 4e-= 2O2-负极 2H2- 4e- = 4H+正极O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O4.甲烷新型燃料电池以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两极上分别通入甲烷和氧气;电极反应为:负极:CH4+ 10OH --8e-= CO32- + 7H2O正极:2O2+ 4H2O +8e-= 8OH -电池总反应:CH 4+ 2O 2 + 2KOH = K 2CO 3 + 3 H 2O分析溶液的pH 变化;C 4H 10、空气燃料电池、电解质为熔融K 2CO 3, 用稀土金属材料作电极具有催化作用负极:2C 4H 10 -52e- + 26CO32-- = 34 CO 2+ 10H 2O 正极:13O 2 +52e- + 26CO 2 =26CO3 2-电池总反应:2C 4H 10+ 13O 2 = 8CO 2 + 10 H 2O 5.铝——空气燃料电池海水: 负极:4Al -12e- = 4Al 3+ 正极:3O 2 +12e- + 6H 2O =12OH - 电池总反应:4Al +3O 2 +6H 2O = 4AlOH 3 三、原电池的主要应用:1.利用原电池原理设计新型化学电池;2.改变化学反应速率,如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气;3.进行金属活动性强弱比较;4.电化学保护法,即将金属作为原电池的正极而受到保护;如在铁器表面镀锌;5.解释某些化学现象 四、金属的腐蚀与防护腐蚀概念:金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程;概述: 腐蚀危害:腐蚀的本质:M-ne -→M n+氧化反应分类:化学腐蚀金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀、电化腐蚀电化学腐蚀定义:因发生原电池反应,而使金属腐蚀的形式; 负极Fe :Fe-2e -=Fe 2+; 吸氧腐蚀: 正极C :O 2+2H 2O+4e -=4OH - 总反应:2Fe+O 2+2H 2O=FeOH 2后继反应:4FeOH 2 +O 2 +2H 2O =4FeOH 3钢铁的腐蚀 2FeOH 3====Fe 2O 3 +3H 2O负极Fe :Fe-2e -=Fe 2+;析氢腐蚀: 正极C :2H ++2e -=H 2↑总反应: Fe+2H +=Fe 2++H 2↑影响腐蚀的因素:金属本性、介质;金属的防护: ①、改变金属的内部组织结构;保护方法: ②、在金属表面覆盖保护层;③、电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法电解池原理 一、 电解池基础定义:使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程; 装置特点:电能转化为化学能;①、与电源本连的两个电极;形成条件 ②、电解质溶液或熔化的电解质③、形成闭合回路;金属的腐蚀与防护电极 阳极:与直流电源正极相连的叫阳极;概念 阴极:与直流电源负极相连的叫阴极;电极反应:原理:谁还原性或氧化性强谁先放电发生氧化还原反应离子放电顺序: 阳极:阴离子还原性 S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->SO 42-含氧酸根>F -阴极:阳离子氧化性 Ag +>Fe 3+>Cu 2+>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>H +>Al 3+>Mg 2+>Na +电子流向 e - e-氧化反应 阳极 阴极 还原反应反应原理:4OH --4e -=2H 2O +O 2 Cu 2++2e -=Cu 电解质溶液电解结果:在两极上有新物质生成;总反应:2CuSO 4+ 2H 2O= 2Cu+2H 2SO 4+O 2↑ 二、 电解池原理粗铜板作阳极,与直流电源正极相连; ①、装置 纯铜作阴极,与直流电源负极相连;用CuSO 4 加一定量H 2SO 4作电解液; 阴极:Cu 2++2e -=Cu电解精炼铜 阳极:Cu-2e -=Cu 2+、Zn-2e -=Zn 2+②、原理: Ni-2e -=Ni 2+阳极泥:含Ag 、Au 等贵重金属; 电解液:溶液中CuSO 4浓度基本不变③、电解铜的特点:纯度高、导电性好;移向阴离子移向 阳离子电解池原理①、概念:利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程;②、方法:镀层金属与电源正极相连作阳极; 将待镀金属与电源负极相连作阴极;电镀: 用含镀层金属离子的电解质溶液配成电镀液;③、原理:阳极 Cu-2e -=Cu 2+ ;Cu 2++2e -=Cu ④、装置 如图⑤、电镀工业:镀件预处理→电镀液添加剂→装置:现象 ①、阴极上有气泡;②、阳极有刺激性气体产,能使湿润的淀粉KI 变蓝;电解食盐水 ③、阴极区附近溶液变红,有碱生成通电前: NaCl =Na ++Cl - H 2O H ++OH -原理 阴极Fe:Na +,H +移向阴极;2H ++2e -=H 2↑还原反应 通电后: 阳极C :Cl -、OH -移向阳极;2Cl --2e -=Cl 2↑氧化反应总反应:2NaCl +2H 2O 2NaOH +Cl 2↑+H 2↑阳极、阴极、离子交换膜、电解槽、导电铜棒等 ①、组成:阳极:金属钛网涂有钌氧化物;阴极:碳钢网涂有Ni 涂层阳离子交换膜:只允许阳离子通过,阻止阴离子和空气通过;电解的应氯碱工业 电解离子交换膜法制烧碱②、装置:食盐 湿氯气 氯气 ③生成流程: 淡盐水 氢气 NaOH 溶液 → NaOH 固体精制食盐水 + — 纯水含少量NaOH 粗盐水含泥沙、Cu 2+、Mg 2+、Ba 2+、SO 42-等阳离子交换树脂:除Cu 2+、Mg 2+等 加BaCl 2,Ba 2++SO 42-=BaSO 4↓④、粗盐水精制: 加Na 2CO 3:Ca 2++CO 32-=CaCO 3↓;Ba 2++CO 32-=BaCO 3↓加NaOH :Mg 2++2OH -=MgOH 2↓;Fe 3++3OH -=FeOH 3↓三、电解实例及规律电解液 溶质类别 电解总反应式相当于电解溶液pH NaOH 溶液 强碱 2H 2O电解2H 2↑+O 2↑水升高 H 2SO 4溶液 含氧酸 降低 Na 2SO 4溶液 活泼金属的含氧酸盐 不 变 两极混合液 CuCl 2溶液 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl 2 电解Cu+Cl 2↑ 电解质本身接近7HCl 溶液无氧酸2HCl电解H 2↑+Cl 2↑升高NaCl 溶液 活泼金属的无氧酸盐2NaCl+2H 2O 电解H 2+2NaOH+Cl 2↑ om电解质与水升高。
高考化学专项练复习《电化学》含答案一、选择题(本题共20小题,每题只有一个选项符合题意)1.糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。
下列分析正确的是A .脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期B .脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe -3e -=Fe 3+C .脱氧过程中碳作原电池负极,电极反应为:2H 2O+O 2+4e -=4OH -D .含有1.12g 铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气0.015mol【答案】D【解析】A .脱氧过程是放热反应,可吸收氧气,延长糕点保质期,A 不正确;B .脱氧过程中铁作原电池负极,电极反应为Fe -2e -=Fe 2+,B 不正确;C .脱氧过程中碳作原电池正极,电极反应为2H 2O+O 2+4e -=4OH -,C 不正确;D .含有1.12g 铁粉的脱氧剂,铁的物质的量为0.02mol ,其最终被氧化为氢氧化铁,电子转移总量为0.06mol ,理论上最多能吸收氧气0.015mol ,D 正确。
故选D 。
2.“自煮火锅”发热包的成分为碳酸钠、硅藻土、铁粉、铝粉、活性炭、焦炭粉、NaCl 、生石灰,向发热包中加入冷水,可用来蒸煮食物。
下列说法错误的是 A .活性炭作正极,正极上发生还原反应B .负极反应为--22Al-3e +4OH =AlO +2H O -C .Na +由活性炭区向铝粉表面区迁移D .硅藻土结构疏松,使各物质分散并均匀混合,充分接触【答案】C【解析】发热包发热过程中有微小原电池形成,如铝粉和活性炭在水溶液中,活性炭作正极,O 2得到电子发生还原反应,电极反应式为:O 2+2H 2O+4e -=4OH -,铝粉作负极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为:--22Al-3e +4OH =AlO +2H O -。
A .根据分析,活性炭作正极,O 2得到电子发生还原反应,A 正确;B .若铝粉作负极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为:--22Al-3e +4OH =AlO +2H O -,B 正确;C .活性炭作正极,铝粉作负极,原电池中阳离子向正极移动,即Na +向活性炭区迁移,C 错误;D .硅藻土结构疏松,可以使各物质分散并均匀混合,充分接触,D正确;答案选C。
第一章绪论1, 电化学:研究两类导体的界面现象以及上面发生的化学变化的一门科学2, 电化学反应:在两类导体界面间进行的有电子参加的化学反应.(电极反应)3 第一类导体:凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体,即载流子为自由电子(或空穴)的导体,叫做电子导体,也称第一类导体。
第二类导体:凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体,也称第二类导体。
4 电解质的分类:(1)弱电解质与强电解质—根据电离程度(2)缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态(3)可能电解质与真实电解质—根据键合类型5 法拉第定律: 电极上通过的电量与电极反应中反应物的消耗量或产物的产量成正比.法拉第定律成立的前提是:电子导体中不包含离子导电的成分,而离子导体中也不包含电子导电的成分。
电化当量:电极上通过单位电量所形成产物的质量.电流效率=当一定电量通过时,在电极上实际获得的产物质量/同一电量通过时根据法拉第定律应获得的产物质量第二章电解质溶液6离子水化:由于离子在水中出现而引起结构上的总变化。
离子水化影响双电层呵极化,离子水化影响电解质的扩散系数和活度系数,7水化热(焓):一定温度下,1mol自由气态离子由真空进入大量水中形成无限稀溶液时的热效应称为离子的水化热8水化膜:离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质,受这种相互作用的水分子层称为水化膜。
水化膜可分为原水化膜与二级水化膜。
9 水化数:水化膜中包含的水分子数。
主要指原水化膜(原水化数),但由于原水化膜与二级膜之间无严格界限,所以是近似值;是定性概念,不能计算与测量只有离子停留的时间大于水分子取向的时间才能形成原水化膜,离子电荷越多,半径越小,离子水化数越大。
物质粒子在溶液中的传质方式有三种:即电迁移,扩散和对流.10 离子在化学势梯度作用下的运动——扩散(稳态和非稳态)离子在电场作用下的运动——电迁移11离子间相互作用的离子氛理论离子氛的概念:由于中心离子的电场是球形的,故这一层电荷的分布也是球形对称的,我们将中心离子周围的这层电荷所构成的球体称为离子氛。
电化学复习题及答案一、判断题(对的打√,错的打×)1.当组成原电池的两个电对的电极电势相等时,电池反应处于平衡状态。
()2.将两个电对组成原电池,其中电极电势数值较大者为原电池的正极。
()3.由能斯特方程式可知,在一定温度下减小电对中还原态物质的浓度,电对的电极电势值增大。
()4.两电对组成一原电池,则标准电极电势?o大的电对的氧化型物质在电池反应中一定是氧化剂。
()5.在原电池:(-)Cu|CuSO4(c1)‖CuSO4(c2)|Cu(+)中,c2一定大于c1。
()6.在氧化还原反应中,氧化剂失去电子,氧化值升高,进行的是氧化过程。
()7.在氧化还原反应中,H2O2既可以是氧化剂,也可以是还原剂。
()8.根据标准电极电势:?o(I2/I-)=0.535V,?o(Fe3+/Fe2+)=0.770V,可知反应I2+2Fe2+=2I-+2Fe3+在标准状态下能自动进行。
()9.在非金属氢化物中,氢元素的氧化值为+1。
()10.电极电势只取决于电极本身的性质,而与其它因素无关。
()11.将两个电对组成原电池,其中电极电势数值较大者为原电池的正极。
()12.当电池反应达到平衡时,原电池的标准电动势E o=0。
()13.由能斯特方程式可知,在一定温度下减小电对中还原态物质浓度时,电对的电极电势数值增大。
()14.在原电池中,正极发生还原反应,负极发生氧化反应。
()15.生物化学标准电极电势是指c(H3O+)=10-7mol/L(pH=7)、电对中的其它物质的浓度均为1mol/L时的电极电势。
()16.在氧化-还原电对中,其氧化态的氧化能力越强,则其还原态的还原能力就越弱。
()二、选择题(将每题一个正确答案的标号选出)[TOP]1.对于电池反应Cu2++Zn=Cu+Zn2+,下列说法中正确的是()A.当c(Cu2+)=c(Zn2+)时,反应达到平衡B.当?o(Cu2+/Cu)=?o(Zn2+/Zn)时,反应达到平衡C.当Cu2+/Cu Zn2+/Zn时,反应达到平衡D.当原电池的标准电动势等于零时,反应达到平衡2.25?C时将铂丝插入Sn4+和Sn2+离子浓度分别为0.1mol/L 和0.01mol/L的混合溶液中,电对的电极电势为()A.?o(Sn4+/Sn2+)VB.?o(Sn4+/Sn2+)+0.05916/2VC.?o(Sn4+/Sn2+)+0.05916VD.?o(Sn4+/Sn2+)-0.05916/2V3.下列原电池中,电动势最大的是()A.(-)Zn|Zn2+(c o)‖Cu2+(c o)|Cu(+)B.(-)Zn|Zn2+(0.1mol/L)‖Cu2+(c o)|Cu(+)C.(-)Zn|Zn2+(c o)‖Cu2+(0.1mol/L)|Cu(+)D.(-)Zn|Zn2+(0.1mol/L)‖Cu2+(0.1mol/L)|Cu(+)4.在测定电对AgNO3/Ag的电极电势时,分别装有下列溶液的盐桥中不能使用的是()A.KClB.KNO3C.NH4NO3D.KNO3和NH4NO35.下列关于氧化值的叙述中,不正确的是()A.单质的氧化值为0B.氧的氧化值为-2C.在多原子分子中,各元素的氧化值的代数和等于0D.氧化值可以是整数或分数6.已知?o(Fe3+/Fe2+)=0.77V,?o(Cu2+/Cu)=0.34V,?o(Sn4+/Sn2+)=0.15V,?o(Fe2+/Fe)=-0.41V。
大学电化学复习题答案1. 简述电化学电池的工作原理。
答:电化学电池的工作原理基于氧化还原反应,其中一种物质在电池的负极失去电子(氧化),另一种物质在正极获得电子(还原)。
电子从负极通过外部电路流向正极,产生电流。
2. 描述法拉第定律在电化学中的应用。
答:法拉第定律表明,在电解过程中,通过电极的电荷量与电极上物质的重量变化成正比。
具体来说,电解1摩尔电子所需的电量是法拉第常数(约96485库仑/摩尔)。
3. 什么是电解质?并举例说明。
答:电解质是那些在溶液中能够导电的物质,因为它们能够电离成带电的离子。
例如,食盐(氯化钠)在水中溶解时会电离成Na+和Cl-离子,因此是一种电解质。
4. 解释什么是电化学系列,并说明其重要性。
答:电化学系列是一系列金属按照它们在标准氢电极(SHE)中的还原电位排列的顺序。
这个系列对于预测金属在特定电解质中的腐蚀性和稳定性非常重要。
5. 描述电化学腐蚀的两种主要类型。
答:电化学腐蚀的两种主要类型是析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
析氢腐蚀发生在酸性环境中,金属失去电子并与氢离子反应生成氢气。
吸氧腐蚀则发生在中性或碱性环境中,金属失去电子并与溶解在水中的氧气反应。
6. 什么是电化学阻抗谱(EIS)?它如何用于研究电化学系统?答:电化学阻抗谱是一种用于研究电化学系统的技术,通过测量系统对交流电信号的响应来获取系统的动力学和界面特性。
EIS可以提供关于电极过程、电荷传递反应和扩散过程的信息。
7. 简述电化学传感器的工作原理。
答:电化学传感器的工作原理基于特定的化学反应,这些反应在传感器的电极表面发生,并导致电信号的变化。
这种变化可以被测量并转换成可以检测和分析的信号,从而实现对特定化学物质的检测。
8. 什么是超级电容器?它与电池有何不同?答:超级电容器是一种能够存储和释放大量电能的电化学装置,它通过在电极表面存储电荷来工作,而不是通过化学反应。
与电池相比,超级电容器可以快速充放电,具有更长的循环寿命,但能量密度较低。
期末专题复习:电化学
一、原电池
写出下列燃料电池分别在①酸性条件②碱性条件③传递O2-④传递CO32—
在上述条件下正极的反应方程式分别为
①②
③④
1.甲烷燃料电池
①负极
总反应
②负极
总反应
③负极
总反应
④负极
总反应
2.甲醇
①负极
总反应
②负极
总反应
③负极
总反应
④负极
总反应
3.乙醇
①负极
总反应
②负极
总反应
③负极
总反应
④负极
总反应
练习:1. 糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。
下列分析正确的是
A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe-3e→Fe3+
C.脱氧过程中碳做原电池负极,电极反应为:2H2O+O2+4e→4OH-
D.含有1.12g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336mL
(标准状况)
2. 将右图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是
A.Cu电极上发生还原反应
B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
C.片刻后甲池中c(SO42—)增大
D.片刻后可观察到滤纸b点变红色
3. 肼燃料电池在碱性条件下反应的
正极
负极
总反应
4. SO2—O2有质子交换膜的燃料电池在负极能够提供硫酸
负极
5. 二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池。
若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为_________________ ________,1mol二甲醚分子经过电化学氧化,转移的电子数__________
6. 银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液,电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag,负极的Zn
K Zn OH,写出该电池反应方程式: .
转化为()
24
负极电极方程式:
7.能量之间可以相互转化:电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化
学能转化为电能。
设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。
限选材料:ZnSO4(aq),
FeSO4(aq),CuSO4(aq);铜片,铁片,锌片和导线。
①完成原电池的甲装置示意图(见图15),并作相应标注。
要求:在
同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装
原电池乙,工作一段时间后,可观察到负
极。
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是,
其原因是。
(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在
的材料中应选作阳极。
右图为电解精炼银的示意图,(填a 或
b)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的
电极反应式为
二、电解池
1. 电化学原理广泛用于工业生产中,如有一种电化学净水法的原理是:
在电解过程中将低价金属离子(如C O2+)氧化成高价态的离子(C O3+),然后以此高价
态的金属离子作氧化剂把废水中的有机物氧化成CO2而净化。
实验室用如右图装置模
拟上述过程,下列说法正确的是( )
A.电极a可以是石墨,电极b可以是铜
B.电解结束后溶液中H+浓度不变
C. C O3+ 氧化甲醇的离子方程式为:
6 C O3+ +CH3OH+H2O=CO2↑+6CO2++6H+
D.当1 mol甲醇被完全氧化时,阳极应该失去6 mol电子
2.电解装置如图所示,电解槽内装有KI淀粉溶液,中间用阴离
子交换膜隔开。
在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,
一段时间后,蓝色逐渐变浅。
已知:3I2+6OH―=
IO-+5I―+3H2O下列说法不正确的是
3
A.右侧发生的电极反应式:2H2O+2e-=H2↑+2OH―
B.电解结束时,右侧溶液中含有
IO
3
C.电解槽内发生的总反应方程式:KI+3H2O通电KIO3+3H2↑
D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内总反应不变
3. 加碘食盐中含有碘酸钾(KIO3),现以电解法制备碘酸钾,实验装置
如图所示。
先将一定量的碘溶于过量氢氧化钾溶液,发生反应:
3I2+6KOH===5KI+KIO3+3H2O,将该溶液加入阳极区,另将氢氧化
钾溶液加入阴极区,开始电解。
下列说法正确的是()
A.a电极是阴极
B.a极区的KI最终转变为KIO3
C.阳极电极反应:4OH--4e-===2H2O+O2↑
D.电解过程中OH-从a极区通过离子交换膜c进入b极区
4. 有关下列装置的叙述不正确的是( )
A.图①铝片发生的电极反应式是:Al+4OH--3e-====[Al(OH)4]-
B.图②发生析氢腐蚀,离子方程式为:Fe+2H+====Fe2++H2↑
C.图③溶液中发生的变化:4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3
D.图④充电时,阳极反应是:PbSO4+2H2O-2e-====PbO2+SO42-+4H+
5. 下图所示的电解池I和II中,a、b、c和d均为Pt电极。
电解过
程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b > d。
符合上述实验结果的盐溶液是
选项X Y
A.MgSO4CuSO4
B.AgNO3Pb(NO3)2
C.FeSO4Al2 (SO4)3
D.CuSO4AgNO3
6. 为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以Al作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,
使铝表面的氧化膜增厚。
其反应原理如下:
电池: Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) =2PbSO4(s) + 2H2O(l)
电解池: 2Al+3O2Al2O3+3H2
电解过程中,以下判断正确的是
电池电解池
A H+移向Pb电极H+移向Pb电极
B 每消耗3molPb 生成2molAl2O3
C 正极:PbO2+4H++2e=Pb2++2H2O 阳极:2Al+3H2O-6e=Al2O3+6H+
D
7. 工业上处理含Cr2O72-酸性工业废水常用以下方法:
①往工业废水中加入适量的NaCl,搅拌均匀;
②用Fe为电极进行电解,经过一段时间后有Cr(OH)3和
Fe(OH)3沉淀产生。
已知Fe 3+和Cr 3+在pH=4~5的水溶液中几乎完全水解生成氢氧化物沉淀,而此时Fe 2+几乎不水解;
③过滤回收沉淀,废水达到排放标准,试回答:
(1)电解时的电极反应:
阳极:______ ______ ,
阴极:_____ ______ 。
(2)写出Cr2O72-转变为Cr 3+的离子反应方程式:______ _________。
(3)能否将Fe电极改成石墨电极?为什么?
8. 化学在环境保护中起着十分重要的作用,催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
(1) 催化反硝化法中,H2能将NO3—还原为N2,25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12。
①上述反应离子方程式为,
其平均反应速率v(NO3—)为 mol ∙L—1∙min—1
②还原过程中可生成中间产物NO2—,写出3种促进NO2—水解的方
法。
(2)电化学降解NO3—的原理如图所示。
①电源正极为(填“A”或“B”),阴极反应式
为。
②若电解过程中转移了2mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(△m
左-△m右)为 g。
9. 电化学法该法制氢过程的示意图如上右图。
反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是
__________ ;
反应池中发生反应的化学方程式为
_____________________ 。
反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程
式为_______ ___。
电解池中阳极的反应方程式
_______。